學(xué)時(shí)壓縮背景下《巖漿巖巖石學(xué)》教學(xué)改革探索

陳軍，杜麗娟，謝宏

（1.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽；2.喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（貴州大學(xué)），貴州 貴陽）

一 引言

隨著各高等院校教學(xué)改革的深入，本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案也隨之在不斷地優(yōu)化調(diào)整，在此過程中，學(xué)時(shí)壓縮已成為普遍現(xiàn)象[1]。這對于專業(yè)課程，特別是核心基礎(chǔ)課程而言，一方面增加了學(xué)生對專業(yè)課學(xué)習(xí)的難度，另一方面給任課教師的教學(xué)帶來新的難題和挑戰(zhàn)。因此，在學(xué)時(shí)壓縮背景下，如何保證專業(yè)課的高品質(zhì)教學(xué)是當(dāng)前高校教學(xué)改革中亟待解決的問題。

《巖漿巖巖石學(xué)》是巖石學(xué)中的主要組成部分，是地質(zhì)學(xué)、資源勘查工程專業(yè)、地球化學(xué)及其他地球科學(xué)專業(yè)本科教學(xué)的核心課程和重要基礎(chǔ)專業(yè)課程之一。目前，貴州大學(xué)（以下簡稱“我校”）的《巖漿巖巖石學(xué)》是與《沉積巖》《變質(zhì)巖》合并開設(shè)的《巖石學(xué)》課程，《巖漿巖巖石學(xué)》是三大巖類中最先開始教授的專業(yè)課程。該課程以巖漿冷凝固結(jié)形成的巖漿巖為研究對象，先在野外研究巖漿巖的產(chǎn)狀、巖相、原生構(gòu)造、同化混染、結(jié)晶分異、與圍巖的接觸關(guān)系、侵入或噴發(fā)的先后次序等；然后在室內(nèi)結(jié)合野外手標(biāo)本等觀察，通過偏光顯微鏡研究，分析其礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，結(jié)合化學(xué)成分，正確地確定巖石的種屬名稱；同時(shí)，結(jié)合巖石地球化學(xué)、實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)，了解其形成的物理化學(xué)條件、成因和演化，以及探討巖漿活動與地球動力學(xué)的關(guān)系，查明其成礦專屬性等[2-3]。課程涉及的基本概念較多，知識點(diǎn)繁雜，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠在野外和室內(nèi)識別常見的巖漿巖，了解其成因及成巖地質(zhì)背景，掌握巖石學(xué)研究和工作的基本方法。

我校《巖漿巖巖石學(xué)》作為《巖石學(xué)》課程的一部分，開設(shè)于大二學(xué)年春季學(xué)期，共計(jì)30學(xué)時(shí)，其中理論課14學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)。在如此有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，教授知識點(diǎn)繁雜、內(nèi)容抽象的理論，很容易出現(xiàn)理論課教師填鴨式教學(xué)的現(xiàn)象，學(xué)生則會感到枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)興趣。與此同時(shí)，理論課的學(xué)習(xí)效果，很大程度上會影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)。所以，課題組在近年來的教學(xué)實(shí)踐中，嘗試從多方面著手，以期能在非常有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，盡可能地達(dá)到本課程的教學(xué)要求。本文在總結(jié)學(xué)時(shí)壓縮背景下《巖漿巖巖石學(xué)》課程教學(xué)過程中存在問題的前提下，凝練提出目前教學(xué)改革中解決這些問題的方法及以后改革方向的設(shè)想和對策，以期與廣大同行們探討交流。

二 《巖漿巖巖石學(xué)》課程教學(xué)過程中存在的問題

（一） 課程內(nèi)容兼具理論性和實(shí)踐性，教學(xué)難度大

如前所述，《巖漿巖巖石學(xué)》所涵蓋的內(nèi)容，涉及大量新名詞、概念及地質(zhì)作用過程，需要記憶和理解。其次，現(xiàn)代巖石學(xué)與化學(xué)、物理學(xué)的緊密結(jié)合，已不再是單純對巖石的分類及巖相學(xué)觀察描述，學(xué)生需具備一定的物理化學(xué)基礎(chǔ)，才能具備分析數(shù)據(jù)的能力[2-3]。再次，該課程的學(xué)習(xí)，還要求學(xué)生能銜接“結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)”“晶體光學(xué)”及“地球化學(xué)”的相關(guān)知識，而這些課程內(nèi)容抽象難懂，理論性強(qiáng)，對于學(xué)生而言也是極大的挑戰(zhàn)。最后，地質(zhì)作用和過程很難直接觀察，學(xué)生如何通過課堂和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)理解巖石形成的作用過程，也是難點(diǎn)。

（二） 學(xué)時(shí)壓縮，教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)安排倉促

為了培養(yǎng)綜合性和復(fù)合型人才，高校設(shè)置了多樣化的選修課程，但每門課程的學(xué)時(shí)數(shù)都在整體減少[4]。以我校《巖漿巖巖石學(xué)》課程為例，理論教授僅有14學(xué)時(shí)，教授內(nèi)容包括巖石、巖石學(xué)及巖漿巖巖石學(xué)的基本概念及研究方法；巖漿巖總論，包含巖漿的性質(zhì)、巖漿巖的化學(xué)成分和礦物成分及其二者之間的關(guān)系、常見的巖漿巖礦物、巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、巖漿巖的產(chǎn)狀與巖相、巖漿巖微量元素和同位素地球化學(xué)及相平衡和相圖、分類和命名；巖漿巖各論，包含超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖、火山碎屑巖等。16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課的安排則緊緊圍繞理論課內(nèi)容展開。如此一來，每節(jié)課都需要講授大量內(nèi)容才能完成教學(xué)安排，甚至出現(xiàn)“填鴨式”教學(xué)，教學(xué)效果不理想。

（三） 教學(xué)模式單調(diào)，考核方式單一

目前，《巖漿巖巖石學(xué)》課程的教學(xué)方式主要是教師利用課堂教學(xué)時(shí)間詳細(xì)講解理論知識，實(shí)驗(yàn)課由教師講解各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并演示后，學(xué)生再觀察實(shí)操。雖然這種教學(xué)模式有助于教師在有限的課時(shí)內(nèi)系統(tǒng)講解，但卻忽視了學(xué)生的主觀能動性。在整個教學(xué)過程中，雖然會采用“提問式”“啟發(fā)式”和“引導(dǎo)式”等教學(xué)手段，但學(xué)生只是簡單回答教師的提問，是被動地接受知識[5]。同時(shí)，該課程的考核方式依然以傳統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)考試為主，學(xué)生往往通過考前突擊復(fù)習(xí)來應(yīng)對考試。這種考核方式強(qiáng)調(diào)對結(jié)果的考核，忽略了對平時(shí)學(xué)習(xí)過程和能力的綜合考核。

（四） 實(shí)踐教學(xué)薄弱，教學(xué)效果欠佳

作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《巖漿巖巖石學(xué)》不可或缺的一部分。課堂實(shí)驗(yàn)是我校《巖漿巖巖石學(xué)》課程實(shí)踐學(xué)習(xí)的主要方式。通常是教師選定標(biāo)本和薄片后，借助計(jì)算機(jī)、投影儀和搭載攝像頭的偏光顯微鏡，詳細(xì)講解一兩種巖石標(biāo)本和薄片的鑒定特征及描述方法。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，選定手標(biāo)本和薄片完成鑒定報(bào)告。就課堂實(shí)驗(yàn)而言，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是值得肯定的。但是該課程內(nèi)容所涉及的巖漿巖的產(chǎn)狀和巖相部分的內(nèi)容，需要選取合適的剖面或露頭開展野外實(shí)踐，僅靠課堂圖片講解，很難達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。

三 《巖漿巖巖石學(xué)》課程教學(xué)改革策略

（一） 注重分析解決問題能力，培養(yǎng)地質(zhì)思維

巖漿巖是由巖漿冷凝固結(jié)形成的，這一作用過程往往無法重演，不能直接觀察。在理論教學(xué)中，如果僅注重巖石的化學(xué)和礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，學(xué)生則只會死記硬背，應(yīng)付考試，很難從巖石成因機(jī)制上理解各類巖石為什么會呈現(xiàn)不同的礦物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征。因此，在教學(xué)過程中要以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用地質(zhì)思維分析問題、解決問題。以理論教學(xué)階段巖漿巖的結(jié)構(gòu)為例，首先提出問題：侵入巖和噴出巖各有什么結(jié)構(gòu)特征？以該問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生通過預(yù)習(xí)來對比巖漿在地下冷凝固結(jié)而成的侵入巖和巖漿噴出地表后冷凝固結(jié)而成的噴出巖在結(jié)構(gòu)上的差異；之后課堂教學(xué)時(shí)主要強(qiáng)調(diào)相同的硅酸鹽巖漿，為什么在地下一定深度和在地表冷凝固結(jié)形成的巖石，結(jié)構(gòu)有明顯的差異，從而掌握巖漿在不同環(huán)境中的演化規(guī)律。

（二） 合理組織教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化學(xué)時(shí)分配

對于《巖漿巖巖石學(xué)》豐富且繁雜的教學(xué)內(nèi)容而言，我校目前分配的30學(xué)時(shí)是非常少的。因此，在教學(xué)過程中，首先要在深入理解教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，對課程體系和教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)我校教學(xué)大綱要求，通過該課程的學(xué)習(xí)，資源勘查工程專業(yè)學(xué)生要掌握火成巖的成因、分類及各類火成巖組構(gòu)的基本理論知識，具有描述和鑒定各類巖石的基本技能。同時(shí)，有些內(nèi)容在《結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)》課程中已作為重點(diǎn)教授，有些內(nèi)容又會在《地球化學(xué)》課程中詳細(xì)講解。因此，我們在不影響學(xué)生對巖石礦物和化學(xué)成分的理解的前提下，將原課程體系中常見巖漿巖礦物特征、巖漿巖微量元素和同位素地球化學(xué)、巖漿巖相平衡和相圖等內(nèi)容作為自學(xué)內(nèi)容（教學(xué)方式見后文），不作為該課程課堂教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。精簡之后理論課教學(xué)內(nèi)容安排見表1。

表1 巖漿巖巖石學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容安排

（三） 以學(xué)生為主體，開展多樣化教學(xué)方法

前已述及，《巖漿巖巖石學(xué)》目前所采用的教學(xué)方式，學(xué)生依然是作為“客體”被動接受知識。隨著“5G”技術(shù)及“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，慕課等新的教學(xué)模式已能夠應(yīng)用在高校教學(xué)課堂中[6]。同時(shí)，教育部高等教育司司長吳巖在第十一屆“中國大學(xué)教學(xué)論壇”上的講話中提出了建設(shè)五大“金課”的目標(biāo)，線上線下混合式金課便是其中之一[7]。以《巖漿巖巖石學(xué)》為例，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中刪減的常見巖漿巖礦物特征、巖漿巖微量元素和同位素地球化學(xué)、巖漿巖相平衡和相圖等內(nèi)容，可以利用中國大學(xué)MOOC開展線上自學(xué)+“翻轉(zhuǎn)課堂”模式學(xué)習(xí)。也就是說，先讓學(xué)生通過MOOC視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)（相關(guān)內(nèi)容主要參考中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的“巖石學(xué)”國家級精品課程），之后利用零碎時(shí)間安排學(xué)生分組對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行匯報(bào)交流，老師點(diǎn)評打分。

另一方面，課程的考核和成績評定是課程教學(xué)非常重要的方面，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的風(fēng)向標(biāo)[8]。我校《巖漿巖巖石學(xué)》課程考核在保留原理論課和實(shí)驗(yàn)課考試之外，增加平時(shí)成績，調(diào)整各部分成績比重：平時(shí)成績30%、理論課考試30%、實(shí)驗(yàn)課考試40%。其中，平時(shí)成績由考勤、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、自主學(xué)習(xí)和匯報(bào)成績構(gòu)成。調(diào)整后的成績評定方式，增加了對學(xué)習(xí)過程的考核，特別是對自主學(xué)習(xí)和“翻轉(zhuǎn)課堂”效果的考核，可有效督促學(xué)生學(xué)習(xí)課堂教學(xué)中縮減的部分，降低精簡教學(xué)內(nèi)容后對教學(xué)效果的影響。

（四） 整合資源，探索虛擬實(shí)踐課堂

目前本課程的改革建設(shè)，難點(diǎn)就在于實(shí)踐課程。由于貴州巖漿巖出露很少，很難找到典型的巖漿巖出露區(qū)供教學(xué)實(shí)踐。針對這一問題，主要考慮從課程建設(shè)的長遠(yuǎn)計(jì)劃著手，建立虛擬實(shí)踐剖面。選取鄰近地區(qū)有代表性的1～2個露頭剖面，對剖面進(jìn)行高分辨率拍照及系統(tǒng)采樣分析后整合數(shù)據(jù)資料，建立虛擬剖面。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上，可以通過高分辨率照片，觀察露頭的宏觀特征，了解巖體的產(chǎn)狀；對需要進(jìn)一步觀察的部位，可以調(diào)取手標(biāo)本資料（含樣品、樣品宏觀及顯微照片、化學(xué)成分及礦物成分分析數(shù)據(jù)）進(jìn)行詳細(xì)探究。

四 結(jié)語

本課程的教學(xué)實(shí)踐，仍在不斷改革和完善，特別是虛擬實(shí)踐課堂的建設(shè)，還處于探索的初始階段，仍有很長的路要走。課程建設(shè)的效果，需要通過對不同年級教學(xué)效果進(jìn)行分析，不斷地優(yōu)化和完善課程建設(shè)，從而提高該課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。